каскадний цикл, у якого питома витрата енергії становить 0,55-0,6 кВт 'ч/кг СПГ.
В установках скраплення невеликої продуктивності в якості холодильного агента використовується Зріджують природний газ, у цьому випадку застосовують більш прості цикли: з дроселюванням, детандером, вихровий трубою та ін. У таких установках коефіцієнт скраплення становить 5-20% , а природний газ необхідно попередньо стискати в компресорі.
Зріджування природного газу на основі внутрішнього охолодження може досягатися такими способами:
ізоентальпійним розширенням стисненого газу (ентальпія i=const), т. е. дроселюванням (використання ефекту Джоуля-Томсона); при дроселюванні потік газу не виробляє який або роботи;
ізоентропійним розширенням стисненого газу (ентропія S-const) з віддачею зовнішньої роботи; при цьому отримують додаткову кількість холоду, крім обумовленого ефектом Джоуля-Томсона, оскільки робота розширення газу відбувається за рахунок його внутрішньої енергії.
Як правило, ізоентальпійное розширення стисненого газу використовується тільки в апаратах скраплення малої і середньої продуктивності, в яких можна знехтувати деяким перевитратою енергії. Ізоентропійним розширення стисненого газу використовується в апаратах великої продуктивності (у промислових масштабах).
Зріджування природного газу на основі зовнішнього охолодження може досягатися такими способами:
використанням кріогенераторов Стірлінга, Вюлемье-Таконіса тощо; робочими тілами даних кріогенераторов є, як правило, гелій і водень, що дозволяє при скоєнні замкнутого термодинамічного циклу досягати температури на стінці теплообмінника нижче температури кипіння природного газу;
використанням кріогенних рідин з температурою кипіння нижче, ніж у природного газу, наприклад рідкого азоту, кисню і т. д.;
використанням каскадного циклу за допомогою різних холодильних агентів (пропану, аміаку, метану і т. д.); при каскадному циклі газ легко піддається зрідження шляхом компримування, при випаровуванні створює холод, необхідний для пониження температури іншого трудносжіжаемого газу.
Після скраплення СПГ поміщається в спеціально ізольовані резервуари зберігання, а потім завантажується в танкери-газовози для транспортування. За цей час транспортування невелика частина СПГ незмінно «випаровується» і може використовуватися в якості палива для двигунів танкера. По досягненні терміналу споживача скраплений газ розвантажується і поміщається в резервуари зберігання.
Перш ніж пустити СПГ у вжиток, його знову приводять в газоподібний стан на станції регазифікації. Після регазифікації природний газ використовується так само, як і газ, що транспортується по газопроводах.
Приймальний термінал СПГ - менш складна споруда, ніж завод скраплення, і складається головним чином з пункту прийому, зливний естакади, резервуарів зберігання, установок обробки газів випаровування з резервуарів і вузла обліку.
Технологія скраплення газу, його транспортування і зберігання вже цілком освоєна в світі. Тому виробництво ЗПГ - досить стрімко розвивається галузь у світовій енергетиці.
Маломасштабна виробництво зрідженого природного газу
Сучасні технології дозволяють вирішити проблему автономного енергопостачання невеликих промислових, соціальних підприємств і населених пунктів шляхом створення енергетичних об'єктів на базі міні-енергетики з використанням СПГ.
Автономні об'єкти міні-енергетики із застосуванням зрідженого природного газу не тільки допоможуть ліквідувати проблему енергозабезпечення віддалених регіонів, але і є альтернативою для припинення залежності споживачів від великих постачальників електричної і теплової енергії. На даний момент Маломасштабна виробництво СПГ є привабливою сферою для інвестицій в об'єкти енергетики з порівняно коротким терміном окупності капітальних вкладень.
Існує технологія скраплення природного газу з використанням енергії перепаду тиску газу на ГРС із впровадженням детандер-компресорних агрегатів, реалізована на ГРС Микільська (Ленінградська область). Розрахункова продуктивність установки по СПГ дорівнює 30 тоннам на добу.
Установка зріджування природного газу складається з блоку теплообмінників виморажівателей, системи охолодження компримованого газу, блоку скраплення, двоступінчастого турбодетандер-компресорного агрегату, автоматизованої системи контролю та управління роботою установки (АСКУ), арматури, у тому числі керованою, та КВП.
Малюнок 2. Схема установка зрідження ПГ
Принцип роботи установки полягає в наступному (рис.2).
